DK200400187U3 - Maskine til indvendig renovering af rör, især aflöbsrör - Google Patents

Description

i iDK 2004 00187 U3

Benævnelse

Maskine til indvendig renovering af rør, især afløbsrør.

Frembringelsens anvendelsesområde

Frembringelsen angår en maskine til indvendig renovering af rør, især afløbsrør. Maskinen er af den type, som i hovedsagen udgøres af et gennem røret forskydeligt, i hovedsagen cylindrisk maskinstel, som trækkes frem v hj af wiretræk. Maskinstellet er i den ene ende er forsynet med et roterende værktøj, eksempelvis i form af et trykluftdrevet hårdmetal-fræseværktøj, som er monteret på en arm, der er drejeligt forbundet med maskinstellet for styret rotation om en med røraksen parallel akse. Armen er samtidig radiært bevægelig i forhold til maskinstellet, således at værktøjet ved pneumatisk aktivering af armen kan bringes til bearbejdning af rørets inderside. Værktøjets positionering overvåges og kontrolleres udefra v hj af et visionkamera, som indføres i røret sammen med maskinstellet.

Kendt teknik

Ved renovering af kloakrørsystemer var det tidligere nødvendigt at opgrave de ødelagte kloakrør og nedlægge nye. Dette indebar store omkostninger og medførte generende opgravninger. Forudsat at de ødelagte kloakrør i øvrigt har den fornødne kapacitet anvender man i dag en renoveringsmetode, hvor man uden opgravning forsyner de eksisterende kloakrør med en vandtæt indvendig foring. Denne foring kan eksempelvis bestå af en ”strømpe” af polyester, som indføres i kloakrørsystemet og bringes til hærdning efter isætning.

En nødvendig forudsætning for at anvende den nye renoveringsmetode er - i det mindste når det drejer sig om kloakrør af så relativ små dimensioner, som ikke tillader at man færdes i rørene - at kloakrørene forberedes korrekt til renoveringen. Denne forberedelse omfatter inspektion med visionkamera, bortfræsning af fremstående kanter og lignende ved rørafgreninger, og fræsning/udglatning af andre fremstående rørkanter indvendig i kloakrørene. Efter ilægning af foringen er det nødvendigt at åbne forgreningerne igen ved bortskæring eller -ffæsning af foringen ud for grenrørene. I alle tilfælde er der tale om opgaver, som skal løses v hj af mobilt udstyr, der skal indføres i og passere igennem rørene, og som skal ljembetjenes, dvs styres og kontrolleres udefra af en operatør.

Til dette formål er der udviklet forskellige apparater og teknisk hjælpeudstyr, som muliggør den nødvendige inspektion og forberedelse af rørene inden isætning af foringen, samt den efterfølgende bearbejdning af foringen som anført. Fra dansk patent nr DK/EP 0470146 T3 kendes eksempelvis et apparat af den ovenfor anførte type til renovering af kloakrørsystemer. Apparatet fjembetjenes af en operatør, som befinder sig over terræn, eksempelvis i et dertil indrettet kontrolrum i en lastbil. Ved hjælp af det visionkamera, som er koblet til apparatet, er det muligt for operatøren under hele forløbet at overvåge og kontrollere apparatets forskellige funktioner, og den bearbejdning af rørvæggen/foringen, som apparats trykluftdrevne fræser udfører. Apparatet trækkes på langs gennem kloakrøret v hj af et wiretræk, og er i øvrigt forbundet til kontrolrummet via elektriske kabelføringer og trykluftslanger.

2 2DK 2004 00187 U3

Apparatet er primært beregnet til lige rørstrækninger. Er der tale om krumme rørstrækninger vil apparatet dog i visse situationer fortsat kunne anvendes forudsat krumningsradius er tilstrækkelig stor. Derimod er det ikke muligt for apparatet at passere skarpe bøjninger på rørstykket, hvilket begrænser apparatets anvendelsesområde.

Det tekniske problem der skal løses

For i videst mulig omfang at undgå opgravning af kloakrør og lignende nedgravede rørsystemer ved renovering af disse er der behov for et forbedret apparat af den ovenfor omhandlede type, som er i stand til at passere skarpe rørbøjninger. Løsningen af denne opgave ligger til grund for den foreliggende frembringelse.

Den nye teknik

Det nye ved frembringelsen består i. at det nævnte, i hovedsagen cylindriske maskinstel er udformet kompakt og med kortest mulig byggelængde. Maskinstellet er udformet med en frem mod den radiært bevægelige arm vendende udfræsning eller uddrejning, i hvilken svingaksen for armen er tilbagetrukket indbygget, således at armens frie ende og dermed det roterende værktøj befinder sig i relativ kort afstand ud for den respektive ende af maskinstellet. Armen er indrettet med en radiær bevægelighed i den nævnte svingakse, som tillader armen at svinge fra en normalt fremadrettet stilling til en stilling, hvor armen er rettet tilnærmelsesvis vinkelret ud fra maskinstellet regnet i forhold til dennes centerakse.

Den tekniske virkning

Ved at anvende den ovenfor nævnte nye teknik i forbindelse med den kendte teknik er det muligt at trække apparatet igennem selv de skarpeste rørbøjninger uden at apparatet sætter sig fast i bøjningen. Dette er en følge af apparatets kompakte form (korte byggelængde) kombineret med, at den svingbare arm efter behov kan dreje helt ud til en stilling vinkelret på maskinstellets centerakse.

Under passagen af rørbøjningen er armen frigjort i forhold til maskinstellet, således at armen frit kan svinge ud og på den måde indstille sig efter røret. Maskinsættet som helhed opnår på denne måde den nødvendige fleksibilitet og fremkommelighed. Denne fleksibilitet og fremkommelighed gør det problemfrit for maskinsættet at passere rørbøjninger. Selv 90-graders vinkelbøjninger i den pågældende rørdimension, som maskinen er beregnet til at operere i, er ikke længere nogen hindring for maskinens indsats.

Fortrinsvis skubbes apparatet frem gennem røret ved hjælp afen bøjelig fiberstang. Denne fremtræksmetode fordrer alene, at der er adgang fra den ene ende af røret.

Frembringelsen og specielt fordelagtige udførelsesformer og detaljer ved denne forklares nærmere i enkeltheder i det følgende under henvisning til figurerne på tegningen.

DK 2004 00187 U3

Figurfortegnelse

Fig. 1 viser en rør-renoveringsmaskine ifølge frembringelsen, vist i sidebillede i en første udførelsesform med bearbejdningsarmen i normal fremadrettet stilling, Fig. 2 samme vist med bearbejdningsarmen drejet ud til en stilling vinkelret på maskinstellet,

Fig. 3 samme maskine vist i forstørrelse, delvis i snit på langs,

Fig. 4 et tværsnit langs linien A-A i fig. 3,

Fig. 5 en tilsvarende rør-renoveringsmaskine i en anden udførelsesform ifølge frembringelsen, vist i sidebiilede under indsættelse i et kloakrør med sideafgrening,

Fig. 6 samme maskine vist under bearbejdning af denne sideafgrening, og

Fig. 7 maskinen vist under passage af en 90-graders rørbøjning i det pågældende kloakrør.

Udførelseseksempler I den på tegningens fig. 1 - 4 viste første udførelsesform består maskinen i det væsentlige af et relativt kort, cylindrisk maskinstel 1, en med denne ledagtigt forbundet bearbejdningsarm 2, på hvilken der er monteret en fræserunit 3. Maskinen manøvreres, dvs trækkes, skubbes og roteres gennem røret v hj af en bøjelig fiberstang 4, som er monteret i enden af maskinstellet 1 i samme ende som armen 2. Fiberstangen er ikke vist i fuld længde på tegningen. Fiberstangen er forsynet med et tværgreb 5 i sin frie ende.

Bearbejdningsarmen 2 incl fræseværktøjet 3 er svingbar i forhold til maskinstellet mellem en fremadrettet normalstilling (fig. 1) og en stilling vinkelret på maskinstellet (fig. 2). Denne bevægelighed udnyttes dels i forbindelse med værktøjets bearbejdning af rørindersiden (se fig. 6), dels i forbindelse med maskinens passage af rørbøjninger (se fig. 7). Armens 2 svingakse, som på figuren er angivet med 2a, er rettet vinkelret på maskinstellets langsgående centerakse. Svinglejet er tilbagetrukket indbygget i en udfræsning la i den ende af maskinstellet 1, som vender frem mod bearbejdningsarmen 2, se fig. 3 og 4.

Fræseværktøjet 3 udgøres i den viste udførelsesform af en pneumatisk vinkelsliber af standardtype. Det roterende bearbejdningsværktøj består af en hårdmetalbesat konusskive 6, som er monteret på vinkelsliberen. Lufttilslutningen til vinkelsliberen sker genem en slangeforskruning 7 monteret på siden af armen 2. Armen fungerer som en adaptor for vinkelsliberen. Luftslanger og elektriske kabelforbindelser er ikke vist på tegningen.

Under rørbearbejdning presses bearbejdningsarmen 2 med fræserværktøjet 3 ud mod rørvæggen v hj af en koncentrisk i maskinstellet 1 indbygget luftcylinder 8, hvis stempelstang er angivet med 9, stempel med 10 og stempelpakning med 11 (se fig. 3). Stempelstangen 9 presser herunder mod en konkav, teflonforet tryksko monteret på armen 2.

I fig. 5 - 7 er rørrenoveringsværktøjet vist i en udførelsesform, hvor der mellem fiber-manøvreringsstangen 4 og maskinstellet 1 er indskudt en motordreven 4 4DK 2004 00187 U3 rotationsenhed 12. som via en kort forbindelsesstang 13 er forbundet med maskinstellet. Forbindelsesslangen er forsynet med ledforbindelser 14 i enderne. Rotationsenheden 12 er indbygget i en cylindrisk slædeenhed 15, som foruden rotationsenheden tjener som bæring for et visionkamera 16. Dette er rettet fremad mod bearbejdningsarmen 2.

Slædeenheden 15 er forsynet med et antal udvendige, ekspanderbare bremsesko 17. Ved pneumatisk aktivering af disse spændes bremseskoene 17 radiært ud mod indersiden af røret R, hvorved slæden og dermed rotationsgiveren fikseres. Det er nu muligt for operatøren ved fjernbetjening af dels rotationsfunktionen, dels aktiveringscylinderen for bearbejdningsarmen 2 at bringe fræseværktøjet i operativ stilling, se fig. 6. Operationen overvåges og kontrolleres via kameraet 16 og et dertil hørende visionsystem.

I fig. 7 er skematisk vist, hvorledes maskinsættet kan bringes til at passere en 90-graders rørbøjning 2. Under passagen udnyttes maskinsættets leddelte opbygning i kombination med bearbejdningsarmens 2 frie svingbarhed ud til siden. Tegningen taler i øvrigt for sig selv.

Opfindelsen er ikke begrænset til den på tegningen viste og ovenfor beskrevne udførelsesform. Andre materialekombinationer, andre detailudformninger og andre konstruktive løsninger for maskinens enkelte bestanddele og tilbehørsdele er tænkelig indenfor rammerne af denne opfindelse, ligesom anvendelsen af maskinen kan tænkes udvidet til andre områder end det anførte. Eksempelvis kan maskinen også benyttes til indvendig inspektion og renovering af faldstammer, ventilationskanaler og lignende udefra utilgængelige rør- og kanalsystemer.

DK 2004 00187 U3

BRUGSMODELKRAV

1. Maskine til indvendig renovering af rør, især afløbsror, hvilken maskine i hovedsagen udgøres af et gennem røret forskydeligt, i hovedsagen cylindrisk maskinstel (bærelegeme), som trækkes frem v hj af wiretræk, og som i den ene ende er forsynet med et roterende værktøj, eksempelvis i form af et trykluftdrevet hårdmetal-fræseværktøj, som er monteret på en arm, der er drejeligt forbundet med maskinstellet for styret rotation om en med røraksen parallel akse, og som samtidig er radiært bevægelig i forhold til maskinstellet for kontrolleret bearbejdning af eksempelvis sideafgreninger i røret, og hvor værktøjets positionering og bearbejdningsprocessen som sådan overvåges og kontrolleres udefra v hj af et visionkamera, som indføres i røret sammen med maskinstellet, kendetegnet ved, - at det nævnte, i hovedsagen cylindriske maskinstel (1) er udformet kompakt og med kortest mulig byggelængde, - at den omtalte radiært bevægelige arm (2), hvorpå det roterende værktøj (3) er monteret, er indrettet med en svingakse (2a), der står vinkelret på maskinstellets centerakse for kontrolleret bevægelse ind mod og bort fra rørvæggen (R), - og at maskinstellet (1) er udformet med en frem mod den radiært bevægelige arm (2) vendende udfræsning eller uddrejning (la), i hvilken svingaksen (2a) for armen er tilbagetrukket indbygget, således at armens frie ende og dermed det roterende værktøj (3) befinder sig i relativ kort afstand ud for den respektive ende af maskinstellet, og med en radiær bevægelighed i den nævnte svingakse (2a), som tillader armen at svinge fra en normalt fremadrettet stilling til en stilling, hvor armen er rettet tilnærmelsesvis vinkelret ud fra maskinstellet regnet i forhold til dennes centerakse.

2. Maskine ifølge krav 1, kendetegnet ved, at der i maskinstellet (1) er indbygget en pneumatisk aktivator (cylinde (8) eller luftpude), som tjener til aktivering af armen (2) i dennes svingbevægelse udad for kontrolleret fremdrivning af det roterende værktøj (3) i retning mod indersiden af rørvæggen, således at en passende (kontrollerbar) bearbejdningskraft kan etableres.

3. Maskine ifølge krav 1, kendetegnet ved, at maskinstellet er forsynet med en fleksibel og samtidig torsionsstiv trækaksel (manøvreringsaksel), eksempelvis i form afen fiberstang (4) forsynet med håndtag (5), eller en med et antal kardanled forsynet leddelt aksel, hvormed maskinstellet kan forskydes frem og tilbage igennem både rette og krumme rørstykker, og som samtidig gør det muligt for operatøren manuelt at rotere maskinstellet om sin egen akse for på denne måde at positionere den radiært bevægelige arm diametralt i forhold til røret.

DK 2004 00187 U3 4. Maskine ifølge krav 1, kendetegnet ved, at der i tilslutning til maskinstellet på i og for sig kendt måde er indsat et visionkamera (16) beregnet til overvågning af maskinens positionering og den bearbejdning af rørindersiden, som værktøjet udfører, hvilket visionkamera er monteret på en separat slædeenhed (15), som er forbundet med maskinstellet i samme ende som den svingbare arm via en relativ kort trækstang (13). og således at kameraet er rettet mod maskinstellets bearbejdningsende. dvs mod det roterende værktøj (3, 6).

5. Maskine ifølge krav 3 og 4, kendetegnet ved, at den omtalte trækstang (13) er leddelt eller er forsynet med ledender (14) indsat mellem stangen og maskinstellet, og fortrinsvis også mellem kameraslæden og stangen, og at trækakslen (manøvreringsakslen 4) er fæstnet til kameraslæden (15), således at maskinstellet manøvreres, dvs trækkes, skubbes og roteres, med kameraslæden som mellemled.

6. Maskine ifølge krav 5, kendetegnet ved, at der som en integreret del af kameraslæden er indbygget en rotationsgiver (12), dvs en motoraktiveret drejeenhed, som er forbundet med maskinstellet/svingarmen via en torsionsstiv trækforbindelse (trækstang 13), hvilken rotationsgiver tjener til at styre og kontrollere maskinstellets diametrale position ved fjernbetjening udefra af operatøren, idet denne er i stand til at overvåge positionen via visionsystemet.

7. Maskine ifølge krav 6, kendetegnet ved, at rotationsgiveren (12) aktiveres elektrisk.

8. Maskine ifølge krav 6, kendetegnet ved, at kameraslæden (15) er forsynet med et antal udvendige, pneumatisk eller elektrisk aktiverbare bremsesko (17), som ved aktivering ekspanderer radiært til anslag mod indersiden i røret (R), hvilke bremsearme tjener til at fastholde kameraslæden i den valgte stilling i røret og til at optage reaktionskræfteme fra maskinstellet under den motoraktiverede rotation af dette.

9. Maskine ifølge krav 1, kendetegnet ved, at maskinstellet med tilhørende udstyr og moduler (roterende fræseværktøj, svingarm, visionkamera og kamera-slæde/rotationsgiver) er indrettet til at kunne passere igennem 90-graders vinkelbøjninger (Z) i den pågældende rørdimension, som maskinen er beregnet til at operere i.

DK 2004 00187 U3

JT, H fo

J

DK 2004 00187 U3 tf 4l /? //

Fig. 7